Har du set den seneste kinesiske blockbuster The Wandering Earth 2? Hvis ikke, så er der spoiler-alarm.
Filmen vækker en klassisk science fiction-trope til live: Exoskeletter.
Mens The Wandering Earth 2 primært er et fantasifoster for instruktøren, er skildringen af exoskeletter tæt på virkeligheden. Her er en lille detalje: På grund af den tunge belastning på rekvisitterne til den udendørs kulisse valgte produktionsholdet at transportere dem ved hjælp af exoskeletter udviklet af det kinesiske robotfirma ULS Robotics.
Aktive og passive exoskeletter, forklaret
I det virkelige liv bæres exoskeletter af samme grund som karaktererne i filmen: støtte og hjælp til mobilitet. De er derfor meget anvendelige i sundhedssammenhæng. For eksempel kan patienter med hemiplegi eller begrænset mobilitet udstyres med exoskeletter for at kontrollere deres bevægelsesområde, hvilket kan forbedre effektiviteten af fysisk genoptræning.
Exoskeletter, der bruges i denne sammenhæng, kaldes generelt passive exoskeletter. Disse robot wearables kan udstyres til at understøtte og træne patienternes fysiske aktivitet under fysisk rehabilitering. Medicinske exoskeletter kræver typisk ikke elektricitet for at fungere og er designet til at være begrænsningsorienterede. Ved at begrænse patienternes fysiske bevægelser forskellige steder på kroppen, f.eks. i knæleddet, hjælper de med at simulere naturlig gang, hvilket potentielt kan forbedre rehabiliteringsresultaterne.
Deres vægtreducerende og stødabsorberende egenskaber kan også hjælpe patienter med bedre at klare de hårde fysioterapisessioner, især dem med betydelig fysisk immobilitet.
Medicinske exoskeletter var oprindeligt i fokus for Zhenhua Xu, grundlæggeren af ULS Robotics, da han begyndte at udvikle teknologien. Men Xu fandt det svært at overvinde teknologiens eksterne begrænsninger: høje omkostninger og manglen på alternative anvendelsesmuligheder. På det tidspunkt blev exoskeletter hovedsageligt brugt på hospitaler og var uoverkommeligt dyre for den gennemsnitlige person, hvor hver enhed kostede mere end tusindvis af dollars.
Ud over medicinske anvendelser er exoskelet-teknologi relevant i både den militære og industrielle sektor. Især fabrikker har en tendens til at være mere åbne over for fremme og implementering af teknologien, hvilket skaber et mere gunstigt miljø for dens vækst.
Exoskeletter, der bruges til industrielle aktiviteter, kan ligne det, man traditionelt betragter som "sci-fi-panser". De falder ind under kategorien aktive exoskeletter og er typisk drevet til at forbedre fysisk styrke og udholdenhed, samtidig med at de bevarer et fleksibelt bevægelsesområde. Sådanne exoskeletter er derfor nyttige, når de bruges til at udføre arbejdskrævende opgaver som byggeri og minedrift, især i ikke-deterministiske scenarier.
De nuværende exoskeletter, der anvendes i industrien, kan yderligere kategoriseres i to typer: helkrops- og modulopbyggede. Modulære exoskeletter fokuserer kun på bestemte kropsdele, som f.eks. taljen eller lemmerne. De kan også underkategoriseres baseret på mængden af hjælp, der ydes, og udtrykkes typisk i kilogram-enheder, baseret på fordelene ved vægtreduktion:
Der findes også andre exoskelet-varianter. For eksempel er modulære exoskeletter blevet brugt til at støtte lændehvirvelsøjlen hos arbejdere og dermed reducere forekomsten af rygmarvsrelaterede erhvervssygdomme.
Ifølge Xu er ULS Robotics' exoskeletprodukter designet til at opfylde behovene i forskellige sektorer, herunder logistik, fremstilling af husholdningsapparater, luftfartslogistik, elproduktionssystemer og meget mere. Exoskeletterne bruges blandt andet af minearbejdere, rørlæggere og transportører. For den gennemsnitlige arbejder, der bærer en byrde på mellem 30 og 50 kg og bøjer sig ned mere end 1.000 gange om dagen, kan exoskeletter give fysisk støtte, der potentielt er livsændrende.
Vejen til mainstream-accept
Selvom ULS Robotics har modtaget CE-certificering i Europa, hvilket betyder, at deres produkter opfylder EU's sikkerheds- og kvalitetsstandarder, er der lang vej igen på exoskeletmarkedet, som stadig er underudviklet på flere områder som software, hardware og andre aspekter som f.eks. råmaterialer.
I mellemtiden har ULS Robotics løbende udviklet sine exoskeletprodukter for at optimere tre vigtige aspekter: Omkostninger, stabilitet og kompakthed. I 2019 vejede den første generation af talje-eksoskeletter 10 kg og kunne bære en maksimal belastning på 20 kg. Den nyeste version vejer nu 5,8 kg og kan bære 50 % mere vægt (30 kg) end den oprindelige version.
Den kinesiske robotvirksomhed har også skabt en Internet-of-Things-platform, der kan styre exoskeletter og samtidig indsamle data i realtid. Platformen tilbyder en brugeroplevelse, der kan tilpasses, så de kan tilpasse deres indstillinger til en række forskellige brugssituationer. For eksempel kan brugerne tilpasse vægtstøtten fra et exoskelet på hver kropsdel, såsom hofter, arme og ben. Softwaren muliggør også bevægelses- og miljøsporing, hvilket gør det lettere at analysere bevægelsesintentioner.
ULS Robotics er ikke alene om at udvikle exoskeleton. Ottobock, en tysk ortopædisk teknologivirksomhed, og den japanske virksomhed Innophys er eksempler på andre udviklere af exoskelet-teknologi. Multinationale virksomheder som Samsung og Honda undersøger også brugen af exoskeletter til at yde fysisk og mobilitetsmæssig støtte til ældre mennesker.
Da exoskelet-teknologien stadig er på et tidligt udviklingsstadie, vil vendepunktet ifølge Xu sandsynligvis afhænge af, om den bliver accepteret af den almindelige befolkning i den nærmeste fremtid.
I industrien kan exoskeletter supplere ubemandede eller autonome robotter ved at forbedre interaktionen mellem mennesker og robotter og samtidig forudsige og tilpasse sig adfærdsmønstre. De kan også bruges af arbejdere, der har brug for hurtigt at tilpasse sig ændringer i deres omgivelser, især dem, der arbejder inden for produktion, logistik og kemisk industri. Exoskeletter kan forbedre deres effektivitet og samtidig reducere risikoen for arbejdsskader.
I lande med en aldrende arbejdsstyrke som Japan, Sydkorea og dele af Europa og USA giver arbejdsmiljølovgivning og et voksende fokus på sundhed og sikkerhed desuden mulighed for at øge efterspørgslen efter exoskeletprodukter.
Ikke desto mindre varierer tidslinjen for, hvornår exoskelet-teknologien er moden, fra virksomhed til virksomhed, afhængigt af overvejelser om hardware og software.
Når det gælder hardware, kan specialiserede virksomheder have klare fordele med hensyn til tekniske detaljer og design.
Det største problem, som de fleste virksomheder i denne sektor fortsat står over for, er deres mangel på chip-produktionskapacitet.
ULS Robotics' ekspertise ligger inden for software, da virksomheden uafhængigt har udviklet sin centrale exoskelet-teknologi og har indgivet over 40 patenter og ophavsrettigheder til software på blot et par år. Virksomhedens indsats er ikke gået ubemærket hen, da den for nylig afsluttede sin serie A-runde for at finansiere ny produktudvikling og markedsføring.
